كيفية تشخيص المنطقة التي تستهلك الطاقة ولكن لا تسخن؟
ترك رسالة
من الواضح أن الطاقة الكهربائية تمر عبر الدائرة حيث يعرض مقياس التيار الكهربائي منطقة تسحب تيارها المقنن. ومع ذلك، فإن المسح بالأشعة تحت الحمراء لسطح لوحة التسخين يظهر منطقة شديدة البرودة حيث يجب أن تكون الحرارة موجودة. يتم استخدام المدخلات الكهربائية، ولكن الخرج الحراري غائب عن الموقع المناسب-في كثير من الأحيان بسبب تحويل الطاقة إلى حرارة في مكان غير مرغوب فيه، مثل وصلة طرفية متآكلة أو مفككة خارج لوحة التسخين.
يتم أحيانًا الخلط بين هذه المشكلة باعتبارها عنصر سخان فاشلًا وهي خطأ ميداني شائع في أنظمة التدفئة الصناعية.
التعرف على السلوك الكهربائي للعطل
عندما تستهلك منطقة ما الطاقة، لا تظهر حالة لوحة التسخين الحراري، والملاحظة الحاسمة هي أن التيار يبقى طبيعيًا بينما يكون أداء التسخين غائبًا.
وهذا يعني أن الدائرة لا تزال مستمرة كهربائياً، ولكن توزيع المقاومة قد تغير بشكل كبير.
يتم تحديد تبديد الطاقة في دائرة تسخين مقاومة بواسطة:
P=I2RP=I^2 RP=I2R
عندما يظل التيار ثابتًا ولكن المقاومة تزداد في منطقة محددة، تصبح تلك المنطقة مصدر الحرارة الرئيسي في الدائرة.
الحرارة المفقودة مختبئة في اتصال ساخن.
وصلة المقاومة العالية-كآلية الفشل الأساسية
كيف يتطور الخطأ
في منطقة التسخين التي تعمل بشكل جيد، يتم توزيع المقاومة في الغالب عبر عنصر التسخين نفسه. ومع ذلك، عندما يضعف الاتصال، قد يؤدي التآكل أو الارتخاء أو الأكسدة إلى إنشاء وصلات ذات مقاومة عالية-غير مرغوب فيها.
تتكون مواقع الفشل النموذجية من:
كتل طرفية خارج الصوانى
الاتصالات بين المقاولين
عروات الكابلات والعقص
أصحاب الصمامات
محطات مربع تقاطع
اتصالات لإخراج التتابع
ومع زيادة المقاومة عند أحد هذه الأماكن، يتغير السلوك الكهربائي للدائرة.
إعادة توزيع انخفاض الجهد
نظرًا لأن التيار يظل ثابتًا عبر الدائرة التسلسلية، فإن انخفاض الجهد يتركز عند أعلى نقطة مقاومة.
بالتالي:
يسخن الاتصال المعيب بشكل مفرط
يتلقى عنصر السخان جهدًا أقل
يبقى سطح الصفيحة باردًا.
يتم تحويل الطاقة الكهربائية بنجاح إلى المفصل المعيب بدلاً من عنصر التسخين.
لماذا لا تتعثر أجهزة الحماية بسبب الخطأ
إحدى الخصائص الأكثر خداعًا لأسلوب الفشل هذا هي أن حماية الدائرة غالبًا ما تظل خاملة.
يحدث هذا بسبب:
يبقى إجمالي تيار الدائرة ضمن الحدود المقدرة
تتفاعل الصمامات والقواطع مع التيار الزائد أكثر من تفاعلها مع انخفاضات الجهد الخاطئة.
من وجهة نظر معاصرة، يبدو النظام طبيعيًا كهربائيًا.
ونتيجة لذلك، بينما يتدهور الأداء الحراري بشكل كبير، فقد يستمر الخلل دون اكتشافه.
استخدام التصوير الحراري للتشخيص
توطين الخطأ السريع
يوفر فحص الكاميرا الحرارية للخط الكهربائي بأكمله تأكيدًا بصريًا سريعًا لموقع الخطأ.
يجب أن يتكون التفتيش من:
المقاولين
كتل في النهاية
يعمل الكابل
أصحاب الصمامات
نقاط اتصال للسخانات
صناديق التوصيل
ستظهر أي نقطة مقاومة شاذة كنقطة ساخنة محلية.
يحدث هذا لأنه حتى المقاومة المتواضعة في ظل تيار التشغيل يمكن أن تهدر قدرًا كبيرًا من الطاقة:
P=I2RP=I^2 RP=I2R
يجعل التصوير الحراري الخلل واضحًا بشكل واضح نظرًا لأن المقاومة حتى مستوى الملي أوم-عند مستويات التيار العالية يمكن أن تنتج حرارة كبيرة.
لماذا يبدو عنصر السخان باردًا
لا يحصل عنصر السخان على إمكانات كهربائية كافية لإنتاج الحرارة حيث يتم استهلاك فقدان الجهد عند المنبع.
بالتالي:
مقاومة العنصر لا تتغير.
ينخفض مدخلات الطاقة للسخان
تبقى درجة حرارة السطح حول الظروف المحيطة
هناك القليل من التفاعل الحراري.
هذا التناقض بين المدخلات الكهربائية ومخرجات الحرارة هو الدليل التشخيصي الحاسم.
تقنية استكشاف الأخطاء وإصلاحها المنهجية
التحقق من المسارات الكهربائية
يعد التحقق من الاستمرارية وتدفق التيار عبر المنطقة هو الخطوة الأولى في عملية التشخيص. وبما أن التيار موجود، فسيتم نقل التركيز من مشاكل الدائرة المفتوحة- إلى الأعطال المقاومة.
تشمل نقاط التفتيش الرئيسية ما يلي:
ضيق الميكانيكية الطرفية
دليل على الأكسدة أو تغير اللون
عروات الكابلات فضفاضة أو محمومة
تدهور العزل بالقرب من الموصلات
مؤشرات تأليب أو الانحناء
رسم خرائط التوقيعات الحرارية
يتم تعيين توليد الحرارة على طول المسار الحالي بأكمله باستخدام التصوير الحراري.
عادة، قد تحدد نقطة اتصال شاذة واحدة الموقع الدقيق للفشل دون الحاجة إلى تفكيك الدائرة.
في أنظمة التدفئة المعقدة-المتعددة المناطق، تعمل هذه التقنية على تقليل وقت استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل كبير.
التدابير التصحيحية
بعد تحديد المفصل ذو المقاومة العالية-، تتكون الإجراءات العلاجية عادةً من:
تنظيف الأسطح الملامسة المؤكسدة
إعادة ربط التوصيلات الطرفية
استبدال الوصلات أو العروات المكسورة
استبدال أصحاب الصمامات المحمومة
إصلاح أو استبدال جهات اتصال المقاولين
بعد الترميم، يجب أن يشير الاختبار الحراري والكهربائي إلى استعادة توزيع الحرارة على اللوح.
الوقاية من التكرار
يمكن أن تتكون تحسينات الموثوقية على المدى الطويل- مما يلي:
فحص عزم الدوران بشكل دوري على التوصيلات الطرفية
الاستفادة من المحطات المقاومة للأكسدة
تحسين إغلاق العلبة لتقليل التآكل
برامج فحص الدراجات الحرارية
عند إجراء الصيانة الوقائية، التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
في أنظمة التدفئة ذات التيار العالي-، تعد الواجهات الميكانيكية والكهربائية المستقرة أمرًا بالغ الأهمية.
ختاماً
العلامة الكلاسيكية لمشكلة الأسلاك المقاومة بدلاً من وجود خلل في عنصر التسخين هي منطقة التسخين الباردة التي تستمر في سحب الكهرباء. في مثل هذه الظروف، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة عند اتصال غير مقصود ذو مقاومة عالية-، والذي يقع عمومًا خارج اللوحة في المحطات الطرفية أو التوصيلات أو أجهزة التبديل.
منطقة تسحب الطاقة، لا يتم تشخيص مشكلة لوحة التسخين الحراري بشكل أكثر كفاءة باستخدام التصوير الحراري، والذي يشير على الفور إلى ارتفاع درجة الحرارة الموضعي على طول الدائرة الكهربائية. يتم استئناف الأداء الحراري الطبيعي بعد استعادة جهد عنصر السخان.
في التشخيص الميداني، ما يتدفق في الأسلاك لا يقل أهمية عن ما يتدفق في المدفأة، ويظل التصوير الحراري هو النهج الأسرع والأكثر موثوقية لاكتشاف نقاط فقدان الطاقة المخفية.
